Calculadora de coeficiente de Hall

El coeficiente de Hall de un conductor es la constante de material con signo que convierte una tensión de Hall medida, el espesor de la muestra, la corriente y el campo magnético en un volumen por unidad de carga. Esta calculadora admite cuatro números SI —tensión de Hall en voltios, espesor del conductor en metros, intensidad de campo magnético en teslas y corriente en amperios— y devuelve R_H según la identidad cerrada R_H igual a V_H por t dividido entre I por B, expresado en metros cúbicos por culombio. Una corriente nula se rechaza por la misma razón.

Qué significa el coeficiente de Hall para un conductor que transporta corriente en un campo magnético

Cuando un conductor que transporta corriente se sitúa en un campo magnético no paralelo a la corriente, los portadores de carga sufren una fuerza de Lorentz que los desvía hacia una de las caras de la muestra. La carga se acumula hasta que el campo eléctrico de ese cúmulo equilibra la fuerza magnética, y la tensión medida a través de la muestra, perpendicular a la corriente y al campo, es la tensión de Hall V_H.

El coeficiente de Hall R_H se define de modo que esta tensión medida, el espesor t del conductor a lo largo del campo, la corriente I y la intensidad de campo B se reduzcan a una sola propiedad del material: R_H igual a V_H por t dividido entre I por B, con unidad SI metros cúbicos por culombio.

Para un único tipo de portador el coeficiente es también uno sobre n q, de modo que un R_H negativo indica electrones como portadores mayoritarios (n-type) y un R_H positivo indica huecos (p-type).

Los metales suelen mostrar coeficientes minúsculos, cerca de diez a la menos diez o diez a la menos once metros cúbicos por culombio, porque la densidad de portadores es enorme; los semiconductores dopados pueden ser órdenes de magnitud mayores, y por eso las medidas Hall siguen siendo un caballo de batalla en la caracterización de obleas, el control de aleaciones y los kits escolares de efecto Hall.

Esta capacidad usa la forma de laboratorio de cuatro números, no la identidad microscópica uno sobre n q, y no convierte gauss, milímetros ni milivoltios por usted. El signo de R_H sigue los signos que usted suministra para V_H, I y B, y por eso invertir el imán o la corriente debe invertir la tensión de Hall si las sondas están cableadas de forma coherente.

Unidades, cifras de laboratorio y lo que esta calculadora no es

Mantenga las unidades estrictamente SI: convierta milivoltios a voltios, milímetros o micrómetros a metros, gauss o militeslas a teslas (un tesla son diez mil gauss) y miliamperios a amperios antes de llamar, porque esta calculadora no expande prefijos ni símbolos de unidad. Un kit escolar típico de tira de cobre puede reportar unos pocos microvoltios de tensión de Hall a varios amperios en una fracción de tesla, lo que da un R_H del orden de diez a la menos diez metros cúbicos por culombio con signo negativo para los electrones.

Una barra de semiconductor poco dopada puede producir milivoltios de tensión de Hall a miliamperios, de modo que la misma fórmula devuelve un coeficiente mucho mayor cuyo signo le indica n-type frente a p-type sin una herramienta aparte de densidad de portadores. El signo de R_H sigue los de V_H, I y B: invierta el campo o la corriente y la tensión de Hall debe invertirse; si no lo hace, revise el cableado de las sondas antes de fiarse del coeficiente.

Esta página sirve a quien busca coeficiente de Hall, constante de Hall o R_H igual a V_H t sobre I B; no es un resolutor de tensión de Hall para V_H desconocida, ni una calculadora de densidad de portadores (aunque n es uno sobre el valor absoluto de R_H por e para un único portador), ni una herramienta de movilidad Hall, ni un convertidor de gauss a tesla. Prefiera esta capacidad cuando ya tenga V_H, t, I y B y solo necesite el coeficiente en metros cúbicos por culombio.